[实用新型]单片半导体器件和半导体器件

说明书

本公开涉及单片半导体器件和半导体器件。本实用新型要解决的一个技术问题是提供改进的单片半导体器件和改进的半导体器件。该单片半导体器件包括衬底，所述衬底具有部分地延伸通过所述衬底的开口；形成在所述开口内的半导体材料；形成在所述半导体材料内的功率半导体器件；控制逻辑电路，形成在所述开口外部的所述衬底的一部分中以控制所述功率半导体器件；以及第一隔离沟槽，形成在所述半导体材料中以隔离所述功率半导体器件和所述控制逻辑电路。通过本实用新型，可以获得改进的单片半导体器件和改进的半导体器件。

技术领域

本公开一般涉及半导体器件，并且更具体地，涉及用于单片集成的功率器件和控制逻辑的半导体器件。

背景技术

半导体晶片或衬底可以用各种基底衬底材料制成，例如用硅(Si)、锗、磷化铝、砷化铝、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、氮化镓之上的氮化铝镓(AlGaN/GaN)、磷化铟、碳化硅(SiC)或用于结构支撑的其它体材料。多个半导体管芯形成在由非有源的管芯间衬底区或锯道(saw street)分开的晶片上。锯道提供切割区以将半导体晶片分割成单独的半导体管芯。

功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)通常用于切换相对较大的电流。许多应用需要数个功率MOSFET，例如以独立地控制不同负载中的电流。例如，汽车可能需要分开的功率MOSFET来切换通过上下滚动窗户、调整后视镜和调整汽车座椅的位置的致动器的电流。功率MOSFET还可以用于将电流切换到窗户和镜子内的加热元件，或者用作将电池电压转换为另一电压的开关模式电源的一部分。在这种应用中，电流可能相对较高，导致需要高密度、低损耗的开关，从而导致高效率。

用于切换电流的每个功率器件需要控制逻辑来确定何时接通和断开开关。通常，用于每个功率器件的控制逻辑位于控制逻辑半导体封装中，并且功率器件中的每一个被分开地封装并放置在公共印刷电路板(PCB)上或远离控制逻辑封装。多个分开的半导体封装增加了成本并消耗了PCB面积。

实用新型内容

本实用新型要解决的一个问题是提供改进的单片半导体器件和改进的半导体器件。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种单片半导体器件，包括：衬底，所述衬底具有部分地延伸通过所述衬底的开口；形成在所述开口内的半导体材料；形成在所述半导体材料内的功率半导体器件；控制逻辑电路，形成在所述开口外部的所述衬底的一部分中以控制所述功率半导体器件；以及第一隔离沟槽，形成在所述半导体材料中以隔离所述功率半导体器件和所述控制逻辑电路。

在一个实施例中，所述功率半导体器件包括垂直功率半导体器件。

在一个实施例中，所述单片半导体器件还包括形成在所述开口外部的所述衬底的所述一部分中的第二隔离沟槽，以将第一控制逻辑电路与第二控制逻辑电路隔离。

在一个实施例中，所述单片半导体器件还包括形成在所述功率半导体器件和所述控制逻辑电路之上的互连结构。

在一个实施例中，所述衬底包括绝缘体上硅SOI衬底。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种半导体器件，包括：衬底；功率区域，形成在所述衬底的第一部分中，其中所述功率区域包括功率半导体器件；控制区域，形成在所述衬底的第二部分中，其中所述控制区域包括控制所述功率半导体器件的控制逻辑电路；以及第一隔离沟槽，形成在所述功率区域和所述控制区域之间，以隔离所述控制逻辑电路和所述功率半导体器件。

在一个实施例中，所述功率半导体器件包括垂直功率半导体器件。

在一个实施例中，所述半导体器件还包括形成在所述控制区域中的第二隔离沟槽，以将第一控制逻辑电路与第二控制逻辑电路隔离。

在一个实施例中，所述半导体器件还包括形成在所述功率区域和所述控制区域之上的互连结构。

在一个实施例中，所述衬底包括绝缘体上硅SOI衬底。